CFU 與 MPN 的差異比較

CFU 與 MPN 有什麼不一樣? 微生物計量單位

執行微生物品管檢測時,常以細菌數目的多寡,搭配法規標準作為品質判斷的依據,進而決定該批產品是否合格,但執行了這麼多次品管計畫,閱讀了這麼多份檢驗報告,您是否注意過微生物的數據呈現有 CFU 與 MPN 兩個不同的單位呢?這兩個單位分別代表什麼意義呢?

CFU 是菌落形成單位

CFU 是菌落形成單位 (Colony-forming unit) 的縮寫,係指樣品在適當的稀釋狀態下,每一個細菌細胞在培養基上,生長繁殖所形成的單一易區別菌落,每菌落單位稱為 1 CFU。

  • CFU/g :每公克樣品中含有的細菌菌落總數。
  • CFU/mL:每毫升樣品中含有的細菌菌落總數。
  • CFU/cm2:每平方公分樣品中含有的細菌菌落總數。

此計算方式便於判別產品衛生狀況或微生物汙染程度,數字越大表示樣品中微生物含量越多,數字越小表示越少微生物存在,然而還是有所缺點,一方面樣品中的細菌可能因處理時受到傷害死亡,一方面因微生物本身對於氧氣、溫度、營養等生存條件的需求差異,在培養條件下無法生長形成菌落,不過這些死亡或無法生長的細菌並非我們主要的實驗標的或不會影響測試目的,因此並不會顯著影響實驗結果所呈現的意義。

培養基上每個菌落形成單位 (Colony-forming unit)

MPN 是最大可能數

MPN 是最大可能數 (Most probable number) 的縮寫,又稱稀釋培養計數法,結合微生物學與統計學的檢測數值表示法,數字並非實際細菌數目,而是藉由統計模型,推算實際菌數最可能落在信賴區間的位置,即該樣品最可能有多少細菌的估測值。

相較於 CFU 方法直接計算培養出來的真實菌落數,MPN 法必須將樣品備製成 3 個連續 10 倍稀釋的系列稀釋液,每稀釋系列進行 3 次重複的液體培養基的接種培養(註一),即所謂的「三階 3 支」稀釋培養法,藉由培養後觀察到的微生物生長正反應數目,去比對 MPN 表(最大可能數表)查出該微生物最大機率的可能數目,最終檢驗結果以樣品的每單位重量或容量所含 MPN 數,即以 MPN/g 或 MPN/mL 為單位表示之。

MPN 的缺點除為估計值外,操作步驟繁瑣複雜,從培養基的配置、細菌的轉移接種、正反應的判定、MPN 數值的換算,甚至更有部分目標細菌須搭配菌種鑑定來確認實驗結果,較耗時費力。

註一、視實驗方法不同,每個稀釋系列可能會做到 5 次重複的液體培養基的接種培養,即「三階 5 支」。

最大可能數 (Most probable number) 法簡易流程圖

Most-probable-number_MPN

🔽

應用於食品中大腸桿菌群MPN方法查閱的最確數表

正反應試管數最確數
(MPN/g 或 MPN/mL)
95% 信賴界限(區間)正反應試管數最確數
(MPN/g 或 MPN/mL)
95%信賴界限(區間)
0.1*0.010.001下限上限0.10.010.001下限上限
000< 3.0--9.5220214.542
00130.159.6221288.794
01030.1511222358.794
0116.11.218230298.794
0206.21.218231368.794
0309.43.638300234.694
1003.60.1718301388.7110
1017.21.3183026417180
102113.638310439180
1107.41.3203117517200
111113.63831212037420
120113.64231316040420
121154.5423209318420
130164.54232115037420
2009.21.43832221040430
201143.642323290901000
202204.542330240421000
210153.742331460902000
211204.54233211001804100
212278.794333>1100420--
*:各階試管中所含檢體量 (g 或 mL)


CFU 和 MPN 的差別比較

  • CFU 單位是建立在以平板固態培養基滋長細菌後,實際統計的真實菌落數。
  • MPN 單位則是觀察發酵管中的液態培養基細菌滋長情形,然後以統計學推估的最可能細菌數目。

兩者依據不同的實驗方法、不同的統計基礎下,呈現不同的微生物數量表示單位,雖然兩者有所差異,但從食品藥物管理署公告的指標菌及致病菌檢驗方法可以看到,不同的微生物檢測項目可能以不同單位表示,端看實驗執行方式,並無優劣與否孰者為先的問題。

單位表示菌落形成單位 (CFU)
Colony-forming unit
最大可能數 (MPN)
Most probable number
實驗方法說明以傾注法或塗抹法在平板固態培養基滋長細菌,實際統計真實菌落數觀察發酵管中的液態培養基細菌滋長情形,然後以統計學推估最可能的細菌數
實驗方法比較實驗步驟較簡便實驗步驟複雜
數據判讀說明預設每顆菌落皆由單一細菌繁殖形成,直接計數平板上的菌落數來推論菌數樣品可使用範圍較大,可用於不可過濾之樣品。以「三階 3 支」稀釋培養之微生物生長正反應數目,比對 MPN 表(最大可能數表)查出微生物最可能數目
數據判讀比較CFU 為真實數值MPN 為統計推估值

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